Tài liệu BÀI 1: GEN - MÃ DI TRUYỀN-VÀ QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI ADN ppt

Ngô Hà Vũ tham khảo và chỉnh sửa đến ngày 4/1/2012

Theo từng bài SGK 10-11-12

BÀI 1: GEN- MÃ DI TRUYỀN-VÀ QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI ADN

DẠNG 1: TÍNH SỐ NU CỦA ADN ( HOẶC CỦA GEN )

1)Đối với mỗi mạch: Trong AND, 2 mạch bổ sung nhau nên số nu và chiều dài của 2 mạch bằng

nhau.

Mạch 1: A1 T1 G1 X1

Mạch 2:

T2 A2 X2 G2

2)Đối với cả 2 mạch: Số nu mỗi loại của AND là số nu loại đó ở 2 mạch.

+Do mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp nu = 20 nu nên ta có:

+Mỗi nu có khối lượng là 300 đơn vị cacbon nên ta có:

DẠNG 2: TÍNH CHIỀU DÀI

 Mỗi mạch có N/2 nu, chiều dài của 1 nu là 3,4 A0

.

DẠNG 3: TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIDRO VÀ SỐ LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ

1)Số liên kết Hidro:

 A của mạch này liên kết với T của mạch kia bằng 2 liên kết hidro.

 G của mạch này liên kết với X của mạch kia bằng 3 liên kết hidro.

2)Số liên kết cộng hóa trị:

 Trong mỗi mạch đơn, 2 nu kế tiếp nối với nhau bằng một liên kết hóa trị, vậy N/2 nu sẽ có

số liên kết hóa trị là N/2 – 1 liên kết.

Số liên kết hóa trị giữa các nu trong cả 2 mạch của AND là: ( N/2 – 1 )2 = N – 2

 Trong mỗi nu có một liên kết hóa trị ở axit photphoric với đường C5H10O4.

Số liên kết hóa trị trong cả phân tử AND là:

1

A

1

= T

2

; T1

= A

2

; G1

= X

2

; X1

= G

2

A = T = A

1

+ A

2

= T

1

+ T

2

= A

1

+ T

1

= A

2

+ T

2

G = X = G

1

+ G

2

= X

1

+ X

2

= G

1

+ X

1

= G

2

+ X

2

%A + %G = 50% = N/2

%A

1

+ %A

2

= %T

1

+ %T

2

= %A = %T

2

%G

1

+ %G

2

= %X

1

+ % X

2

= %G = %X

2 2

N = 20 x số chu kì xoắn

N = khối lượng phân tử AND

300

H = 2A + 3G

L = N x 3,4 A0

2

1 micromet (µm) = 104

A0

.

1 micromet = 106

nanomet (nm).

1 mm = 103

µm = 106

nm = 107

A0

.

N – 2 + N = 2N – 2 .

DẠNG 4: TÍNH SỐ NU TỰ DO CẦN DÙNG

1)Qua 1 đợt nhân đôi:

2)Qua nhiều đợt tự nhân đôi:

 Tổng số AND tạo thành:

 Số ADN con có 2 mạch hoàn toàn mới:

 Số nu tự do cần dùng:

DẠNG 5: TÍNH SỐ LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ ĐƯỢC HÌNH THÀNH VÀ PHÁ VỠ

1)Qua 1 đợt tự nhân đôi:

2)Qua nhiều đợt tự nhân đôi:

DẠNG 6: TÍNH THỜI GIAN TỰ SAO

DẠNG 7: TÍNH SỐ CÁCH MÃ HÓA CỦA ARN VÀ SỐ CÁCH SẮP ĐẶT A AMIN TRONG

CHUỖI POLIPEPTIT

Các loại a.amin và các bộ ba mã hoá: Có 20 loại a amin thường gặp trong các phân tử prôtêin như

sau :

1) Glixêrin : Gly 2) Alanin : Ala 3) Valin : Val 4 ) Lơxin : Leu

5) Izolơxin : Ile 6 ) Xerin : Ser 7 ) Treonin : Thr 8 ) Xistein : Cys

9) Metionin : Met 10) A. aspartic : Asp 11)Asparagin : Asn 12) A glutamic : Glu

13) Glutamin :Gln 14) Arginin : Arg 15) Lizin : Lys 16) Phenilalanin :Phe

17) Tirozin: Tyr 18) Histidin : His 19) Triptofan : Trp 20) Prôlin : pro

2

Atd = Ttd = A = T

Gtd = Xtd = G = X

∑ AND tạo thành = 2x

∑ AND con có 2 mạch hoàn toàn mới = 2x

– 2

A

td

= T

td

= A( 2x

– 1 ) G

td

= X

td

= G( 2x

– 1 ) N

td

= N( 2x

– 1 )

H

phá vỡ

= H

ADN

H

hình thành

= 2 x H

ADN

HT

hình thành

= 2( N/2 – 1 )H = ( N – 2 )H

H

bị phá vỡ

= H( 2x

– 1 ) HT

hình thành

= ( N – 2 )( 2x

– 1 )

TG

tự sao

= N

Tốc độ tự sao TG

tự sao

= d

t

N

2

d

t

là thời gian tiếp nhận và liên kết 1 nu .

Bảng bộ ba mật mã

U X A G

U

U U U

U U X phe

U U A

U U G Leu

U X U

U X X

U X A Ser

U X G

U A U Tyr

U A X

U A A **

U A G **

U G U

U G X Cys

U G A **

U G G Trp

U

X

A

G

X

X U U

X U X Leu

X U A

X U G

X X U

X X X Pro

X X A

X X G

X A U His

X A X

X A A

X A G Gln

X G U

X G X

X G A Arg

X G G

U

X

A

G

A

A U A

A U X He

A U A

A U G * Met

A X U

A X X Thr

A X A

A X G

A A U Asn

A A X

A A A

A A G Lys

A G U

A G X Ser

A G A

A G G Arg

U

X

A

G

G

G U U

G U X Val

G U A

G U G * Val

G X U

G X X

G X A Ala

G X G

G A U

G A X Asp

G A A

G A G Glu

G G U

G G X

G G A Gli

G G G

U

X

A

G

Kí hiệu : * mã mở đầu ; ** mã kết thúc

+ Cách sắp xếp aa trong mạch Polipeptit

+ Cách mã hóa dãy aa:

- Ví dụ: Có trình tự aa như sau: Alanin-lizin-Xistein-Lizin

* Số cách sắp xếp aa: P=4!/1!.2!.1!=12 cách

* Số cách mã hóa: Alanin có 4 bộ ba mã hóa, Lizin và Xistein mỗi loại có 2 bộ ba mã hóa

A=4.22

.2=32 cách

DẠNG 8: TÍNH XÁC SUẤT XUẤT HIỆN CỦA CÁC BỘ BA.

VD1 Một mARN nhân tạo có tỉ lệ các loại nu A : U : G : X = 4 : 3 : 2 : 1

Tỉ lệ bộ mã có 2A và 1G :

A. 5,4% B. 6,4% C. 9,6% D. 12,8%

Giải: A= 4/10; U = 3/10 ; G = 2/10; X = 1/10

Tỉ lệ bộ mã có 2A và 1G = 4/10.4/10.2/10.C1

3 = 9,6%

Vd2: Có tất cả bao nhiêu bộ mã có chứa nu loại A?

A. 37 B. 38 C. 39 D. 40

số bộ mã không chứa A(gồm 3 loại còn lại) = 33

3

Pm (m1,m2….mk)= m!/m1!.m2!....mk!

m là số aa.

m1: số aa thuộc loại 1 mk

A= A1

m1.A2

m2....Ak

mk!

m là số aa.

m1: số aa thuộc loại 1 có A1 bộ ba mã hóa

 mk

→số bộ mã chứa A = 43

– 33 = 37

VD2: .Một phân tử mARN có tỷ lệ các loại Nu như sau: A:U:G:X = 1:3:2:4.Tính theo lý thuyết

tỷ lệ bộ ba có chứa 2A là:

A. B. C. D.

Giải: TS A = 1/10 , U = 2/10 , G =3/10 , X = 4/10

- 1 bộ chứa 2A – 1U (hoặc G hoặc X)

+ Xét 2A – 1U có 3 cách sắp: AAU, AUA, UAA ---> TL: 3(1/10)2

x (2/10) = 3/500

+ Xét 2A – 1G ---> TL: 3(1/10)2

x (3/10) = 9/1000

+ Xét 2A – 1G ---> TL: 3(1/10)2

x (4/10) = 3/250

---> Tính theo lí thuyết tỉ lệ bộ ba chứa 2 A là: 3/500 + 9/1000 + 3/250 = 27/1000

* Bạn có thể giải tắt: 3(1/10)2

(2/10+3/10+4/10) = 27/1000

DẠNG 9: TÍNH SỐ ĐOẠN MỒI HOẶC SỐ ĐOẠN OKAZAKI.

Số đoạn mồi = Số đoạn okazaki + 2

VD1: Một phân tử ADN của sinh vật khi thực hiện quá trình tự nhân đôi đã tạo ra 3 đơn vị tái

bản. Đơn vị tái bản 1 có 15 đoạn okazaki, đơn vị tái bản 2 có 18 đoạn okazaki. Đơn vị tái bản 3

có 20 đoạn okazaki.Số đoạn ARN mồi cần cung cấp để thực hiện quá trình tái bản trên là:

A.53 B.56 C.59 D.50

Giải: Với mỗi một đơn vị tái bản ta luôn có: Số đoạn mồi = Số đoạn okazaki + 2 (Cái này chứng

minh không khó).

Vậy, số đoạn mồi là: (15+2)+(18+2)+(20+2) = 59

DẠNG 10: TÍNH SỐ ĐOẠN INTRON VÀ EXON.

VD1: Một gen có chứa 5 đoạn intron, trong các đoạn exon chỉ có 1 đoạn mang bộ ba AUG và 1

đoạn mang bộ ba kết thúc. Sau quá trình phiên mã từ gen trên, phân tử mARN trải qua quá trình biến

đổi, cắt bỏ intron, nối các đoạn exon lại để trở thành mARN trưởng thành. Biết rằng các đoạn exon

được lắp ráp lại theo các thứ tự khác nhau sẽ tạo nên các phân tử mARN khác nhau. Tính theo lý

thuyết, tối đa có bao nhiêu chuỗi polypeptit khác nhau được tạo ra từ gen trên?

A. 10 loại. B. 120 loại C. 24 loại. D. 60 loại.

Giải: In tron luôn xen kẽ với đoạn exon, mặt khác MĐ và KT luôn là Exon→

số đoạn exon = số intron+1 → số exon = 5+1=6 (có 4 exon ở giữa)

Sự hoán vị các exon khi cắt bỏ Intron và nối lại là = 4! = 24 (chỉ hoán vị 4 exon giữa)

4

Số đoạn Exon = số Intron+1

QUÁ TRÌNH SAO MÃ VÀ DỊCH MÃ-ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN

DẠNG 1: TÍNH SỐ RIBONUCLEOTIT CỦA ARN

DẠNG 2: TÍNH CHIỀU DÀI VÀ SỐ LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ CỦA ARN

1)Chiều dài:

2)Số liên kết cộng hóa trị:

 Trong mỗi ribonu: rN

 Giữa các ribonu: rN – 1

 Trong phân tử ARN :

DẠNG 3: TÍNH SỐ RIBONUCLEOTIT TỰ DO CẦN DÙNG

1)Qua một lần sao mã:

2)Qua nhiều lần sao mã:

DẠNG 4: TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIDRO VÀ LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ

1)Qua một lần sao mã:

2)Qua nhiều lần sao mã:

DẠNG 5: TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ

1)Đối với mỗi lần sao mã:

dt là thời gian để tiếp nhận một ribonucleotit.

2)Đối với nhiều lần sao mã: (k lần)

Δt là thời gian chuyển tiếp giữa 2 lần sao mã

liên tiếp.

5

rN = rA + rU + rG + rX = N/2

rN = khối lượng phân tử ARN

300

L

ARN

= rN x 3,4 A0 L

ARN

= L

ADN

= N x 3,4 A0

2

HTARN = 2rN – 1

rAtd = Tgốc ; rUtd = Agốc

rGtd = Xgốc ; rXtd = Ggốc

rNtd = N

2

Số phân tử ARN = số lần sao mã = k rN

td

= k.rN

∑ rAtd = k.rA = k.Tgốc ; ∑ rUtd = k.rU = k.Agốc

∑ rGtd = k.rG = k.Xgốc ; ∑ rXtd = k.rX = k.Ggốc

Hđứt = Hhình thành = HADN

H

phá vỡ

= k.H H

hình thành

= k( rN – 1 )

TG

sao mã

= d

t

.rN

TG

sao mã

= rN

Tốc độ sao mã

TGsao mã = TGsao mã một lần + ( k – 1 )Δt

DẠNG 6: CẤU TRÚC PROTEIN

1)Số bộ ba sao mã:

2)Số bộ ba có mã hóa axit amin:

3)Số axit amin của phân tử Protein:

DẠNG 7: TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG

1)Giải mã tạo thành 1 phân tử Protein:

2)Giải mã tạo thành nhiều phân tử Protein: (n lần)

 Tổng số Protein tạo thành: k : là số phân tử mARN.

n : là số Riboxom trượt qua.

 Tổng số a.a tự do cung cấp:

 Tổng số a.a trong các chuỗi polipeptit hoàn chỉnh:

DẠNG 8: TÍNH SỐ PHÂN TỬ NƯỚC – SỐ LIÊN KẾT PEPTIT

 Số phân tử nước giải phóng để tạo 1 chuỗi polipeptit:

 Số phân tử nước giải phóng để tạo nhiều chuỗi polipeptit:

DẠNG 9: TÍNH SỐ tARN

 Nếu có x phân tử giải mã 3 lần  số a.a do chúng cung cấp là 3x.

 Nếu có y phân tử giải mã 2 lần  số a.a do chúng cung cấp là 2y.

 Nếu có z phân tử giải mã 1 lần  số a.a do chúng cung cấp là z.

Tổng số a.a cần dùng là: 3x + 2y + z = ∑a.a tự do cần dùng

6

Số bộ ba sao mã = N = rN

2 x 3 3

Số bộ ba có mã hóa axit amin = N – 1 = rN – 1

2 x 3 3

Số a.a của phân tử protein = N – 2 = rN – 2

2 x 3 3

Số a.a tự do = N – 1 = rN – 1

2 x 3 3

Số a.a trong chuỗi polipeptit = N – 2 = rN – 2

2 x 3 3

∑ P = k.n

∑ a.atd = ∑ P. 1

3

  rN  ÷ −

  = k.n. 1

3

  rN  ÷ −

 

∑ a.aP = ∑ P. 2

3

  rN  ÷ −

 

Số phân tử H2

O giải phóng = rN – 2

3

Số liên peptit được tạo lập = = a.a

P

- 1

H

2

Ogiải phóng

= P. Peptit = P. = P( a.a

P

– 1 )

DẠNG 10: SỰ CHUYỂN DỊCH CỦA RIBOXOM TRÊN mARN

1)Vận tốc trượt của riboxom trên ARN:

2)Thời gian tổng hợp một phân tử Protein: Là thời gian riboxom trượt hết chiều dài mARN ( từ

đầu nọ đến đầu kia ).

3)Thời gian mỗi riboxom trượt qua hết mARN:

Δt Δt

Δt : khoảng thời gian riboxom phía sau trượt chậm hơn riboxom phía trước.

 Riboxom 1: t

 Riboxom 2: t + Δt

 Riboxom 3: t + 2 Δt

 Riboxom 4: t + 3 Δt

 Riboxom n: t + (n – 1) Δt

DẠNG 11: TÍNH THỜI GIAN TỔNG HỢP CÁC PHÂN TỬ PROTEIN

1)Của một mARN: Chia làm 2 giai đoạn

 Thời gian kể từ lúc riboxom thứ nhất tiếp xúc đến khi nó rời khỏi mARN.

 Thời gian kể từ riboxom thứ nhất rời khỏi mARN đến khi riboxom cuối cùng rời khỏi

mARN.

Δl là khoảng cách giữa 2 riboxom kế tiếp.

 Vậy thời gian tổng hợp các phân tử protein là:

 Nếu các riboxom (n) cách đều nhau trên mARN, ta có:

2)Của nhiều mARN thông tin sinh ra từ 1 gen có cùng số riboxom nhất định trượt qua không

trở lại:

 Nếu không kể đến thời gian chuyển tiếp giữa các mARN:

k là số phân tử mARN.

 Nếu thời gian chuyển tiếp giữa các riboxom là Δt thì ta có công thức:

7

Tốc độ giải mã = số bộ ba của mARN

t

n 3 2 1

t = L

V

t

’

= ∑Δt = t

1

+ t

2

+ t

3

+ ………+ t

n

t

’

= ∑Δl

V

T = t + t’

= L + ∑Δl

V V

T = t + t’

= L + ( n – 1 ) Δl

V

∑T = k.t + t’

∑T = k.t + t’

+ ( k – 1 )Δt

DẠNG 12: TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG ĐỐI VỚI

CÁC RIBOXOM CÒN TIẾP XÚC VỚI mARN

x là số riboxom.

a1 ,a2 : số a.a trong chuỗi polipeptit của Riboxom 1, Riboxom 2, ………….

ax a3 a2 a1

 Nếu các riboxom cách đều nhau thì ta có:

Số hạng đầu a1 = số a.a của R1.

Công sai d: số a.a ở Riboxom sau kém hơn Riboxom trước.

Số hạng của dãy x: số Riboxom đang trượt trên mARN.

8

∑ a.atd = a1 + a2 + ………+ ax

Sx

= [2a

1

+ ( x – 1 )d]

BÀI 4: ĐỘT BIẾN GEN

DẠNG 1: THAY ĐỔI LIÊN KẾT HIĐRÔ

+ Mất :

- Mất 1 ( A – T ) : Số liên kết hiđrô giảm 2 .

- Mất 1 ( G – X ) : Số liên kết hiđrô giảm 3 .

+ Thêm :

- Thêm 1 ( A – T ) : Số liên kết hiđrô tăng2 .

- Thêm1 ( G – X ) : Số liên kết hiđrô tăng 3 .

+ Thay :

- Thay 1 ( A – T ) bằng 1 (G – X) : Số liên kết hiđrô tăng 1 .

- Thay 1 ( G – X ) bằng 1 (A – T) : Số liên kết hiđrô giảm1 .

+ ) 5 BU: –

- g©y ®ét biÕn thay thÕ gÆp A – T b»ng gÆp G – X

- s¬ ®å: A – T  A – 5 –BU  5-BU – G  G – X

+) EMS:

- g©y ®ét biÕn thay thÕ G –X b»ng cÆp T –A hoÆc X – G

- s¬ ®å: G – X  EMS – G  T (X) – EMS  T – A hoÆc X – G

+) Acridin

- chèn vào mạch gốc sẽ dẫn đến ĐB thêm 1 cặp nu

- Chèn vào mạnh ………

DẠNG 2 : LIÊN QUAN ĐẾN CHIỀU DÀI GEN

a) Chiều dài không thay đổi :Thay số cặp nucleotit bằng nhau .

b) Chiều dài thay đổi :

-Mất : Gen đột biến ngắn hơn gen ban đầu .

-Thêm : Gen đột biến dài hơn gen ban đầu

-Thay cặp nucleotit không bằng nhau.

DẠNG 3 : LIÊN QUAN ĐẾN PHÂN TỬ PROTÊIN :

a)Mất hoặc thêm : Phân tử protein sẽ bị thay đổi từ axitamin có nucleotit bị mất hoặc thêm .

b)Thay thế :

-Nếu bộ ba đột biến và bộ ba ban đầu cùng mã hóa 1 axitamin thì phân tử protein sẽ không thay đổi .

- Nếu bộ ba đột biến và bộ ba ban đầu mã hóa aa khác nhau thì phân tử protein có 1 aa thay đổi .

DẠNG 4 : TẦN SỐ ĐỘT BIẾN GEN

VD1 :Trong 100.000 trẻ sơ sinh có 10 em lùn bẩm sinh, trong đó 8 em có bố mẹ và

dòng họ bình thường, 2 em có bố hay mẹ lùn. Tính tần số đột biến gen

A 0,004% B 0,008% C 0,04% D 0,08%

Giải (theo cách hiểu alen đột biến không xuất hiện đồng thời trong phát sinh giao tử của Bố và Mẹ)

Theo đề --> lùn do ĐB trội và có 10-2=8 em lùn do ĐB

TS alen=100000x2; số alen ĐB = 8--> Tần số ĐB gen=8/200000= 0,004% (Đán A)

9

BÀI 5: NHIỄM SẮC THỂ

DẠNG 1: TÍNH SỐ TẾ BÀO CON TẠO THÀNH VÀ SỐ THOI VÔ SẮC

 Từ một tế bào ban đầu:

 Từ nhiều tế bào ban đầu:

a1 tế bào qua x1 đợt phân bào  số tế bào con là a12

x1

.

a2 tế bào qua x2 đợt phân bào  số tế bào con là a22

x2

.

Tổng số tế bào con sinh ra :

DẠNG 2:

TÍNH SỐ NST TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI NGUYÊN LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TRONG QUÁ

TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI CỦA NST

 Tổng số NST sau cùng trong tất cả các tế bào con:

 Tổng số NST tương đương với NLCC khi 1 tế bào 2n qua x đợt nguyên phân là:

 Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu mới:

DẠNG 3

TÍNH THỜI GIAN NGUYÊN PHÂN

1)Thời gian của một chu kì nguyên phân:

Là thời gian của 5 giai đoạn, có thể được tính từ đầu kì trung gian đến hết kì cuối.

2)Thời gian qua các đợt nguyên phân:

DẠNG 4

TÍNH SỐ GIAO TỬ HÌNH THÀNH VÀ SỐ HỢP TỬ TẠO RA

1)Tạo giao tử( đực XY, cái XX ):

 Tế bào sinh tinh qua giảm phân cho 4 tinh trùng gồm 2 loại X và Y.

 Số tinh trùng hình thành = số tế bào sinh tinh x 4.

 Số tinh trùng X hình thành = số tinh trùng Y hình thành.

 Tế bào sinh trứng qua giảm phân chỉ cho 1 tế bào trứng loại X và 3 thể định hướng (sau này

sẽ biến mất ).

 Số trứng hình thành = số tế bào trứng x 1.

 Số thể định hướng = số tế bào trứng x 3.

2)Tạo hợp tử:

Một tinh trùng loại X kết hợp với trứng tạo thành một hợp tử XX, một tinh trùng Y kết hợp

với trứng tạo thành hợp tử XY.

 Số hợp tử XX = số tinh trùng X thụ tinh.

 Số hợp tử XY = số tinh trùng Y thụ tinh.

10

A = 2x

∑A = a12

x1 + a22

x2 + ………

2n.2x

∑NST = 2n.2x

– 2n = 2n(2x

- 1 )

∑NSTmới = 2n.2x

– 2.2n = 2n(2x

– 2 )